【研究報告】（自然科学部門）

CD8 陽性 T 細胞の誘導を介して感染症を制御する腸内常在菌の探索

独立行政法人理化学研究所・統合生命医科学研究センター
緒田 之 上大

基礎科学特別研究員

言
哺乳類には CD8 陽性 T 細胞と呼ばれる免疫細胞が存在し、病原性微生物、特にウイルス排除に中心的な役割を果たすことが知られている。CD8 陽性 T 細胞は様々な組織に存在するが、腸管にも豊富に存在し、そのなかでもインターフェロンガンマ（interferon-gamma; IFNγ）というサイトカインの分泌を介して腸管腔内からの病原性微生物の侵入を防御していると考えられている。腸管における IFNγ 産生 CD8 陽性 T 細胞の誘導機構を解明することで、将来的に腸内ウイルス感染症に対する新規治療法開発につながる可能性が高い。そこで本研究では腸管 CD8 陽性 T 細胞に着目し、その集積に関わる因子を検討した。その結果、その誘導に腸内常在細菌の関与が認められた。
実験方法

図1

腸管粘膜固有層からのリンパ球の単離は従来から用い腸管には IFNγ 産生 CD8 陽性 T 細胞が存在する

SPF マウス小腸リンパ球を単離し、PMA とイオノマイシンで刺激後、IFNγ 産生細胞を解析した。

られている方法にて行った1）。単離した細胞を PMA、イオノマイシンおよびゴルジストップ存在下、37℃で3.5 時間培養した。細胞回収後、表面マーカーと細胞内サイトカインの染色を行い、フローサイトメトリーにて性 T 細胞は病原性細菌の排除に関わるサイトカインで解析した。抗生剤は、出生 5 日後から 8 週間（3 週齢である IL-17 を産生していなかった。

離乳）、飲水に混ぜ自由摂取にて投与した。
2.
結果

消化管 IFNγ産生 CD8T 細胞の集積は常在菌により誘導される

消化管粘膜には IFNγ産生 CD8T 細胞が存在する

IFNγ 産生 CD8 陽性 T 細胞の集積に対して腸内細菌の消化管粘膜におけるウイルス感染防御を担う細胞を考関与が考えられる。そこで、無菌マウス小腸粘膜固有層察するうえで、その実行因子である IFNγ に着目し、そにおける IFNγ 産生 CD8 陽性 T 細胞を解析した。その結の産生源となる細胞を検討した。その結果、小腸におけ果、無菌マウスの IFNγ 産生 CD8 陽性 T 細胞数は通常マる IFNγ のメインソースは CD3 陽性細胞であった。このウス（Speciﬁc pathogen free：SPF マウス）にくらべ著ことは、T リンパ球が腸管における主な IFNγ 産生源でしく少なかった（図 2）。この結果から、小腸 IFNγ 産生あることを示唆している。さらには、その CD3 陽性 T

CD8 陽性 T 細胞は腸内常在細菌依存的に誘導されるこリンパ球のうち、CD8 陽性 T 細胞および、CD4 陽性 Tとが示唆された。また、無菌マウスに SPF マウスの便細胞が IFNγ を産生していた（図 1）。IFNγ 産生 CD8 陽懸濁液を投与すると、IFNγ 産生 CD8T 細胞数が増加し1.

1

田 之 上図2

大図3

IFNγ 産生 CD8 陽性 T 細胞は腸内常在菌依存的に誘導される

IFNγ 産生 CD8 陽性 T 細胞は Toll-like receptors 非依存的に誘導される無菌マウスおよび SPF マウスの小腸リンパ球を単離し、PMAとイオノマイシンで刺激後、CD8 陽性 T 細胞に占める IFNγ 産生細胞の割合を比較した。

Myd88 Trif 二重欠損および野生型 SPF マウスの小腸リンパ球を単離し、PMA とイオノマイシンで刺激後、CD8 陽性 T 細胞に占める IFNγ 産生細胞の割合を比較した。

た。このことから、IFNγ 産生 CD8T 細胞の集積は常在4.

特定細菌種による誘導
PAMPs 非 依 存 的 な IFNγ 産 生 CD8T 細 胞 の 集 積 は、菌依存的に誘導されることがわかった。

特定細菌種による誘導を暗示している。そこで、異なる
3.

PAMPs 非依存的な誘導スペクトラムを持つ抗生剤を投与したマウスの小腸IFNγ産生 CD8 陽性 T 細胞の誘導に、細菌が commonにCD8 陽性 T 細胞を解析した。マウスを出生 5 日後から、持つ構成成分が関与しているのかを検討した。細菌が共ベータラクタム系、マクロライド系、セフェム系などの有する構成成分のうち、Pathogen-associated molecular

種々の抗生剤を投与した結果、小腸 IFNγ 産生 CD8T 細patterns（PAMPs）が広く知られる。PAMPs は PRRs

胞数が、抗生剤非投与マウスにくらべ特定の抗生剤投与（pattern recognition receptors）と呼ばれる一連の受容マウスで少なかった。また、それとは別の抗生剤投与マ体群により認識される。たとえば、Toll-like receptors

ウスでは、非投与マウスとほぼ同じであった。これらのは、 リ ポ 多 糖 や ペ プ チ ド グ リ カ ン、 細 菌 由 来 の特定結果から、SPF マウスの小腸常在菌のうち、特定の抗生DNA を 認 識 す る PRRs と し て 知 ら れ て い る。 ま た、剤に対して感受性で、一方それとは別の抗生剤に対して

NOD-like receptors は特定のペプチドグリカンモチーフ

は抵抗性の特定腸内常在菌種が小腸 IFNγ 産生 CD8T 細を認識する一方、Dectin-1 receptors は多糖を認識する胞を誘導することが示唆された。

受容体として知られている。
考

これら細菌が広く共有する PAMPs の関与を調べるた察

めに、各レセプターの機能が欠損したマウス（各受容体IFNγ はウイルス感染症に対する抵抗性を強めるサイシグナルのアダプター分子の欠損マウス）の小腸 IFNγトカインである。本研究により、マウス消化管には産生 CD8 陽性 T 細胞数を解析した。Toll-like receptors

IFNγ を高産生する CD8 陽性 T 細胞が集積していて、そシグナル欠損（Myd/Trif DKO）マウスの小腸には正常

れらは腸内常在菌によって誘導されることがわかった。の IFNγ 産生 CD8 陽性 T 細胞数が集積していた（図 3）。

またその誘導は、広く細菌間で保有されている菌体構成

また、NOD-like receptors および Dectin-1 receptors シ成分（PAMPs）によるものではなく、ある特定の細菌グナル欠損（Rip2/Card9 DKO）マウスの小腸において種が担っていることがわかった。今後、責任細菌種が特も野生型と同じレベルの IFNγ 産生 CD8 陽性 T 細胞数が定の抗生剤抵抗性であることを利用して絞り込み、同検出された。これらの結果から、小腸粘膜面における定・単離を行う予定である。そして、単離した細菌種がIFNγ 産生 CD8 陽性 T 細胞の集積は、PAMPs 非依存的感染症に対する抵抗性を強化するかをノロウイルスやイな機構により誘導される可能性が示唆された。

ンフルエンザウイルス感染モデルを用いて検討する予定である。
2

CD8 陽性 T 細胞の誘導を介して感染症を制御する腸内常在菌の探索

要約が考えられた。今後、その同定・単離と医療への応用効果の検証が求められる。

IFNγ はマクロファージや B 細胞を活性化して、ウイルス感染症に対する抵抗性を強めるサイトカインとして謝

知られている。消化管粘膜では IFNγ 産生性 CD8 陽性 T

辞本研究を進めるにあたり助成いただきました公益財団

リンパ球が存在する。無菌マウスを用いた実験により、法人三島海雲記念財団に心より御礼申し上げます。

IFNγ 産生 CD8 陽性 T 細胞は腸内常在菌により誘導されることが示唆された。その誘導は、細菌に共有な菌体構

文成モチーフ（PAMPs）非依存的であり、特定の抗生剤投与により影響されることから特定の細菌種による関与

献1） K. Atarashi, et al.:3, 163, 367–380, 2015.